CN109742268A - 参比电极引出装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种参比电极引出装置，以于锂离子电芯上设置参比电极，其包括：固连于锂离子电芯上的壳体，且于壳体内形成有密封腔，锂离子电芯的正极片和负极片被包裹于密封腔内，并于密封腔内填充有至少覆盖正极片和负极片的电解液，还包括贯穿密封腔一侧壁设置的引出部，该引出部包括正极片引出单元、负极片引出单元以及参比电极引出单元，且正极片引出单元与正极片等电位连接，负极片引出单元与负极片等电位连接，参比电极引出单元与电解液等电位连接。本发明的参比电极引出装置可直接验证正极片或负极片与参比电极的电位，其结构简单，便于操作，并可循环利用，从而具有较好的实用性。

Description

参比电极引出装置

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，特别涉及一种参比电极引出装置。

背景技术

方形锂离子动力电池是目前主流的电动汽车能量存储装置之一，电池性能直接影响动力系统的相关参数。目前，在以锂离子电池为动力电池的新型电动汽车研究过程中，对于锂离子电池内部机理的研究一直很困难。在电芯制作过程中，有时候想单独研究某一电极对电芯性能的影响，经常引入第三个电极，作为参比电极，以参比电极作为标准，分别测试正极或者负极对比参比电极的电位。

锂离子电芯由于对水分，粉尘等环境的要求比较高，因此，对三电极装置的密封性比较高。目前常用的方法是利用软包电芯制作三电极电芯，通过手动在极组内部埋入铜丝，通过铜丝焊接镍片的方法制作参比电极。此方法过程繁琐，而且铜丝比较脆，容易断，有引起电芯内部短路的风险。除此之外，在焊接镍片过程中，铜丝较细，有虚焊的风险。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种参比电极引出装置，以可快速直接验证极片对比参比电极的电位。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种参比电极引出装置，以于锂离子电芯上设置参比电极，包括：

壳体，固连于所述锂离子电芯上，且于所述壳体内形成有密封腔，所述锂离子电芯的正极片和负极片被包裹于所述密封腔内，并于所述密封腔内填充有至少覆盖所述正极片和所述负极片的电解液；

引出部，包括贯穿所述密封腔一侧壁设置的正极片引出单元、负极片引出单元以及参比电极引出单元，且所述正极片引出单元与所述正极片等电位连接，所述负极片引出单元与所述负极片等电位连接，所述参比电极引出单元与所述电解液等电位连接。

进一步的，于所述密封腔内构造有将所述正极片引出单元、所述负极片引出单元以及所述参比电极引出单元在所述密封腔内的部分两两隔离的挡板，且于各所述挡板上开设有供所述电解液流通的流通孔。

进一步的，于所述壳体上设有加热装置，并于所述壳体上布置有以分别构成对所述密封腔内气体压力和温度测量的压力检测单元及温度检测单元。

进一步的，于所述壳体上设有以构成所述密封腔与外部真空形成装置相连通的真空管。

进一步的，所述壳体包括顶部开口的底壳体，以及盖设于所述底壳体上、以构成对所述开口封闭的盖体，所述侧壁由盖体构成。

进一步的，所述底壳体可以为方形或圆形。

进一步的，于所述侧壁上开设有螺纹孔，并于所述正极片引出单元的中部构造有可与所述螺纹孔相螺接的外螺纹，以构成所述正极片引出单元于所述侧壁上的固定。

进一步的，所述外螺纹的长度大于所述侧壁的厚度。

进一步的，于所述正极片引出单元上、且位于所述外螺纹的上方构造有凸缘，所述凸缘因所述外螺纹与所述螺纹孔的螺接而构成对夹设在所述侧壁和所述凸缘之间的密封圈的压紧。

进一步的，所述壳体的材质为铝或玻璃。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

(1)本发明所述的参比电极引出装置通过将检测的极片(正极片或负极片)与参比电极，直接插入至装有电解液的密封腔中，并通过引出部将检测的极片与参比电极引出，来直接验证极片与参比电极的电位，或验证检测极片的性能。同时，相比于制作软包电芯，本发明的参比电极引出装置具有操作简单且可循环利用，并可适用于各种极片的研究。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的参比电极引出装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的正极片引出单元的结构示意图；

附图标记说明：

1-底壳体，2-盖体，3-正极片引出单元，4-负极片引出单元，5-参比电极引出单元，6-挡板，7-压力检测单元，8-温度检测单元，9-真空管；

10-电解液，20-正极片；

201-真空口，301-正极片引出端，302-正极片接线端，303-外螺纹，304-凸缘，305-接线夹，601-流通孔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明涉及一种参比电极的引出装置，以于锂离子电芯上设置参比电极，其一种示例性结构如图1所示，该参比电极的引出装置包括：固连于锂离子电芯上的壳体，且于壳体内形成有密封腔，锂离子电芯的正极片20和负极片被包裹于密封腔内，并于密封腔内填充有至少覆盖正极片20和负极片的电解液10，还包括贯穿密封腔一侧壁设置的引出部，该引出部包括正极片引出单元3、负极片引出单元4以及参比电极引出单元5，且正极片引出单元3与正极片20等电位连接，负极片引出单元4与负极片等电位连接，参比电极引出单元5与电解液10等电位连接。

具体结构上，结合图1和图2所示，上述的壳体包括顶部开口的底壳体1，以及盖设于底壳体1上、以构成对开口封闭的盖体2。其中，前述的侧壁由盖体2构成，当然，侧壁也可为底壳体1上的某一侧面。另外，为了保证壳体的密封，在底壳体1和盖体2之间夹设有密封垫。此外，底壳体1的横截面的形状除了为本实施例中的方形，还可为圆形或多边形等其他形状。需要说明的是，本实施例的壳体，其材质为铝或玻璃。

为了将底壳体1中的电解液10分隔成阳极区和阴极区，并可使起传导电流作用的离子可以在阳极区与阴极区自由穿过。在密封腔内构造有将正极片引出单元3、负极片引出单元4以及参比电极引出单元5在密封腔内的部分两两隔离的挡板6，且于各挡板6上开设有供电解液10流通的流通孔601。

其中，为了将正极片20、负极片或参比电极引出密封腔，下面以正极片20引出为例说明。本实施例中，在侧壁上也就是盖体2上开设有螺纹孔，并于正极片引出单元3的中部构造有可与螺纹孔相螺接的外螺纹303，以构成正极片引出单元3于侧壁上的固定。其中，外螺纹303的长度大于盖体2的厚度，从而有利于调节正极片引出单元3在盖体2上的位置。

另外，在正极片引出单元3上、且位于外螺纹303的上方构造有凸缘304，凸缘304因外螺纹303与螺纹孔的螺接而构成对夹设在侧壁和凸缘304之间的密封圈的压紧。从而对为了对盖体2上的螺纹孔进行密封。其中，该凸缘304与正极片引出单元3的连接可为固定连接，也可为可调节连接。本实施中优选为可调节连接，即在凸缘304上构造有与外螺纹303相匹配的内螺纹，从而可调整下述连接在正极片引出单元3上的正极片20在电解液10中的位置。

此外，如图2所示，在正极片引出单元3的上端和下端分别构造有正极片引出端301，和正极片接线端302，正极片接线端302通过接线夹305将正极片20与正极片接线端302固连一起，正极片引出端301与外部的采集装置连接。

对于负正极片引出单元3和参比电极引出单元5，其结构可与正极引出单元的结构相同，也可不同。比如，可直接在盖体2上开设贯通孔，将负极片引出单元4或参比电极引出单元5通过穿线方式安装在贯通孔中，同时对贯通孔进行密封。

为了对密封腔内的极片进行不同温度下的产气实验，并可对密封腔内的温度实时检测。在壳体上设有加热装置，并于壳体上布置有以分别构成对密封腔内气体压力和温度测量的压力检测单元7及温度检测单元8。本实施例中，温度检测单元8为温度计，压力检测单元7为气压计，且温度计与气压计以密封的方式固连在盖体2上。其中，需要说明的是，在只验证极片电位的情况下，可将温度计去除。

为了使密封腔内处于真空状态，在壳体上形成有真空口201，通过真空管9将真空口201与外部真空形成装置相连通。本实施例中，外部真空形成装置为真空泵。需要说明的是，正极电极引出单元及负极片电极引出单元和参比电极引出单元5在盖体2上的位置可以互换，本实施中附图中示出的位置仅为优选方案。

本实施例的参比电极在工作时，首先将底壳体1内注入电解液10，再盖上盖体2并密封，然后将待验证的极片插入电解液10中。以正极片20为例说明，将正极片20固定在正极片引出单元3的正极片接线端302，通过设置的凸缘304调整正极片引出单元3与盖体2的位置，使得正极片20全部浸在电解液10中，并通过凸缘304将夹设在盖体2和凸缘304支架的密封圈压紧密封。参比电极的安装方法与正极片20安装方法相同。

待正极片20及参比极片安装好后，将连接在壳体上的真空管9与真空泵连接，使得密封腔处于真空状态，然后将正极片引出端301和参比电极引出端分别与外部的采集装置连接，并进行数据的采集。

本发明的参比电极引出装置通过将检测的极片正极片20或负极片与参比电极，直接插入至装有电解液10的密封腔中，并通过引出部将检测的极片与参比电极引出，来直接验证极片与参比电极的电位，或者验证检测极片的性能。

综上所述，本发明的参比电极引出装置可直接验证极片对比参比电极的电位，省去了制作软包电芯的步骤，具有操作简单且可循环利用，并可适用于各种极片的研究。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种参比电极引出装置，以于锂离子电芯上设置参比电极，其特征在于包括：

壳体，固连于所述锂离子电芯上，且于所述壳体内形成有密封腔，所述锂离子电芯的正极片(20)和负极片被包裹于所述密封腔内，并于所述密封腔内填充有至少覆盖所述正极片(20)和所述负极片的电解液(10)；

引出部，包括贯穿所述密封腔一侧壁设置的正极片引出单元(3)、负极片引出单元(4)以及参比电极引出单元(5)，且所述正极片引出单元(3)与所述正极片(20)等电位连接，所述负极片引出单元(4)与所述负极片等电位连接，所述参比电极引出单元(5)与所述电解液(10)等电位连接。

2.根据权利要求1所述的参比电极引出装置，其特征在于：于所述密封腔内构造有将所述正极片引出单元(3)、所述负极片引出单元(4)以及所述参比电极引出单元(5)在所述密封腔内的部分两两隔离的挡板(6)，且于各所述挡板(6)上开设有供所述电解液(10)流通的流通孔(601)。

3.根据权利要求1所述的参比电极引出装置，其特征在于：于所述壳体上设有加热装置，并于所述壳体上布置有以分别构成对所述密封腔内气体压力和温度测量的压力检测单元(7)及温度检测单元(8)。

4.根据权利要求3所述的参比电极引出装置，其特征在于：于所述壳体上设有以构成所述密封腔与外部真空形成装置相连通的真空管(9)。

5.根据权利要求1所述的参比电极引出装置，其特征在于：所述壳体包括顶部开口的底壳体(1)，以及盖设于所述底壳体(1)上、以构成对所述开口封闭的盖体(2)，所述侧壁由所述盖体(2)构成。

6.根据权利要求5所述的参比电极引出装置，其特征在于：所述底壳体(1)可以为方形或圆形。

7.根据权利要求1所述的参比电极引出装置，其特征在于：于所述侧壁上开设有螺纹孔，并于所述正极片引出单元(3)的中部构造有可与所述螺纹孔相螺接的外螺纹(303)，以构成所述正极片引出单元(3)于所述侧壁上的固定。

8.根据权利要求7所述的参比电极引出装置，其特征在于：所述外螺纹(303)的长度大于所述侧壁的厚度。

9.根据权利要求7所述的参比电极引出装置，其特征在于：于所述正极片引出单元(3)上、且位于所述外螺纹(303)的上方构造有凸缘(304)，所述凸缘(304)因所述外螺纹(303)与所述螺纹孔的螺接而构成对夹设在所述侧壁和所述凸缘(304)之间的密封圈的压紧。

10.根据权利要求1所述的参比电极引出装置，其特征在于：所述壳体的材质为铝或玻璃。